یکی از ویژگی‌های مهم در مورد CDN توانایی آن برای در دسترس نگه داشتن محتوای وب‌سایت در مواجهه با مشکلات رایج شبکه از جمله خرابی سخت‌افزاری و تراکم شبکه است. یک CDN با متعادل کردن بار ترافیک اینترنت در برابر خرابی‌ها انعطاف‌پذیر بوده و با نگهداری سرورها در بسیاری از مراکز داده ازدحام شبکه را دور می‌زند و در برابر قطع سرویس مقاوم است.
آنچه در این مقاله می‌خوانید:
تعادل بار چیست؟ چگونه یک CDN ترافیک را متعادل می‌کند؟
Failover چیست؟ چگونه یک CDN رفع خطای بین سرورها را انجام می‌دهد؟
چگونه یک CDN با قابلیت اطمینان بالا محتوا را در سراسر اینترنت ارائه می‌دهد؟
چگونه یک CDN می تواند از شبکه Anycast برای افزایش قابلیت اطمینان استفاده کند؟
تعادل بار چیست؟ چگونه یک CDN ترافیک را متعادل می‌کند؟
هدف یک متعادل‌کننده بار، توزیع ترافیک شبکه به طور مساوی در بین تعدادی از سرورهاست. تعادل بار ترافیکی می‌تواند مبتنی بر سخت‌افزار یا نرم‌افزار باشد. یک CDN از توازن بار در یک مرکز داده برای توزیع درخواست‌های دریافتی در سراسر سرورهای موجود استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل کند که پیک‌های ترافیکی به کارآمدترین شکل ممکن مدیریت می‌شوند. با استفاده کارآمد از منابع موجود، تعادل بار قادر است سرعت پردازش را افزایش داده و به طور موثر از ظرفیت سرور استفاده کند. توزیع بار CDN مناسب ترافیک ورودی، یک مؤلفه کلیدی در کاهش پیک‌های ترافیکی است که در طول فعالیت‌های اینترنتی غیرمعمول رخ می دهد؛ مانند زمانی که یک وب‌سایت به صورت غیرمنتظره یا در طول حمله DDoS با تعداد بالایی از بازدیدکنندگان مواجه می شود.
توازن بار CDN در زمانی که منابع سرور برای پاسخگویی به ترافیک ورودی کافی نیستند نیز تغییرات سریع و کارآمدی را ایجاد می‌کند. در صورتی که یک سرور از کار بیفتد و خطا رخ دهد، یک متعادل‌کننده بار، ترافیک تخصیص داده شده به سرور خراب را تغییر مسیر داده و آن را به طور متناسب بین سرورهای باقیمانده توزیع می‌کند. این مزیت CDN با افزایش احتمال اینکه خرابی‌های سخت‌افزاری جریان ترافیک ورودی به وب‌سایت را مختل نکند، انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان را فراهم می‌کند. هنگامی که یک سرور جدید در مرکز داده آنلاین می‌شود، یک متعادل‌کننده بار به تناسب، بار را از سایر سرورها حذف می کند و استفاده از سخت‌افزار جدید را افزایش می‌دهد. خدمات متعادل‌سازی بار مبتنی بر نرم‌افزار به CDN اجازه می‌دهد تا ظرفیت متعادل‌سازی بار را با سرعت و بدون سختی‌های استفاده از سخت‌افزار متعادل‌کننده بار فیزیکی، مقیاس‌بندی کند.
Failover چیست؟ چگونه یک CDN رفع خطای بین سرورها را انجام می‌دهد؟
در سیستم‌های رایانه‌ای که به درجه بالایی از قابلیت اطمینان و در دسترس بودن مداوم نیاز دارند، از Failover برای جلوگیری از از بین رفتن ترافیک در صورت در دسترس نبودن سرور استفاده می‌شود. هنگامی که یک سرور از کار می‌افتد، ترافیک باید به سروری هدایت شود که هنوز فعال است. با بارگذاری خودکار وظایف در یک سیستم آماده به کار یا یک سیستم دیگر با ظرفیت آزاد، failover هوشمند می تواند از اختلال در سرویس به کاربران جلوگیری کند.
چگونه یک CDN با قابلیت اطمینان بالا محتوا را در سراسر اینترنت ارائه می‌دهد؟
CDN مانند یک سیستم GPS است که هر دو قدرت مسیریابی در لحظه را دارند. یک CDN قادر خواهد بود مسیر بهینه برای رسیدن به یک مکان دور را پیدا کند و می‌تواند از شبکه خود برای یافتن مسیر بهینه برای رسیدن به آنجا در سریع‌ترین زمان ممکن استفاده کند. هنگامی که کاربر محتوا را از طریق یکی از متعلقات اینترنتی مانند صفحه وب یا برنامه وب بارگیری می‌کند، یک سری اتصالات ایجاد می‌شود تا به مکانی که محتوا در آن ارائه می‌شود برسد.
ترافیک شبکه را می‌توان به صورت استعاری به عنوان یک سیستم جاده و بزرگراه در نظر گرفت. خیابان‌های کوچک‌تر ترافیک محلی اطراف همان منطقه را مدیریت می‌کنند و بزرگراه‌های بین استانی ترافیک را به استان‌های مختلف منتقل می‌کنند. هنگامی که مشکلی در یک بزرگراه پیش می‌آید، به طور مثال یک کامیون تمام خطوط بزرگراه را مسدود می‌کند، ترافیک اتومبیل‌ها باید از طریق مسیر دیگری در اطراف بزرگراه به مقصد برسند. مانند بزرگراهی که از استان‌های مختلف عبور می‌کند، ترافیک کاربران نیز اغلب باید با حرکت در شبکه‌های مختلف به مقصد نهایی خود برسد. اگر یک شبکه خاص به هر دلیلی مسدود شود، ترافیک کاربران باید به مسیر دیگری هدایت شود. این فرآیند ممکن است زمان‌بر و ناکارآمد باشد.
مثالی از توزیع بار cdn
فرض کنید یک کاربر در سانفرانسیسکو در حال بارگذاری یک وب‌سایت در لس‌آنجلس است. برای موفقیت‌آمیز بودن این اتصال مراحل زیادی انجام می‌شود، اما در این مثال، یکی از مهم ترین مراحل این است که سیگنال شبکه از یک ارائه‌دهنده مخابراتی مستقر در سن خوزه در مسیر خود به سمت مقصد نهایی عبور می‌کند. هنگامی که یک مهندس شبکه به طور تصادفی قهوه را روی تجهیزات مسیریابی در سن خوزه می‌ریزد، ارائه‌دهنده آفلاین می‌شود و این ارتباط را قطع می‌کند. وقتی این اتفاق می‌افتد، کاربر دیگر نمی‌تواند محتوای اینترنتی خود را بارگیری کند، مگر اینکه ترافیک شبکه برای تطبیق با چشم‌انداز جدید شبکه تغییر مسیر دهد. اگر کاربر بخواهد وب‌سایت مستقر در سرورهای لس آنجلس را ببیند، محتوا باید از طریق یک ارائه‌دهنده مخابراتی دیگر ارسال شود.
اکنون که ترافیک دیگر قادر به عبور از مسیر مورد نظر نیست، باید وارد یک شبکه کاملا متفاوت شود که توسط شرکت دیگری نگهداری می‌شود. این فرآیند مذاکره مجدد و سوئیچینگ شبکه‌ها ممکن است چندین بار در یک درخواست شبکه اتفاق بیفتد و مواردی مانند این می‌تواند در بارگذاری وب‌سایت تأخیر ایجاد کند. ممکن است در اثر یک اشتباه ترافیک به مسیری پر ازدحام سوق داده شود که منجر به تاخیر بیشتر در بارگذاری وب‌سایت شود. یک CDN خوب معمولا اتصالات شبکه خود را با قرار دادن سرورها در نقاط تبادل اینترنت (Internet exchange point- IXP) و سایر مکان‌های استراتژیک کنترل می‌کند. این طرحواره‌های شبکه بهینه شده به ارائه‌دهندگان CDN اجازه می‌دهند تا مسیر را بهینه کرده و تأخیر را کاهش دهند.
چگونه یک CDN می تواند از شبکه Anycast برای افزایش قابلیت اطمینان استفاده کند؟
برخی ازCDN ها از روش مسیریابی Anycast برای انتقال ترافیک اینترنت به مراکز داده خاص و در دسترس استفاده می‌کنند. این امر به منظور اطمینان از بهبود زمان پاسخگویی و جلوگیری از غرق شدن هر یک از مراکز داده با ترافیک زیاد ناگهانی مانند حمله DDoS رخ می‌دهد.
با Anycast، چندین ماشین می‌توانند آدرس IP یکسانی را به اشتراک بگذارند. هنگامی که درخواستی به یک آدرس IP Anycast ارسال می‌شود، روترها آن را به دستگاهی در نزدیک‌ترین شبکه هدایت می‌کنند. در صورتی که کل یک مرکز داده به دلیل ترافیک سنگین یا دلایل دیگر از کار بیفتد، یک شبکه Anycast می‌تواند تا حدود زیادی به این قطعی پاسخ دهد که چگونه یک متعادل کننده بار ترافیک را بین چندین سرور در داخل یک مرکز داده منتقل می‌کند. داده‌ها از مسیر مرکز داده معیوب دور می‌شوند و در عوض به سمت مرکز داده دیگری هدایت می‌شوند که هنوز آنلاین و کاربردی است.
حملات DDoS در حال حاضر یکی از اساسی‌ترین تهدیدها برای قابلیت اطمینان ویژگی‌های اینترنت هستند. CDNهایی که از Anycast استفاده می‌کنند، انعطاف بیشتری در کاهش حملات DDoS دارند. در اکثر حملات DDoS مدرن، بسیاری از رایانه‌ها یا «بات‌های» در معرض خطر برای تشکیل آنچه به عنوان بات‌نت شناخته می‌شود، استفاده می‌شوند. این بات‌نت‌ها می‌توانند ترافیک اینترنتی زیادی ایجاد کنند که می‌توانند یک ماشین معمولی متصل به Unicast را تحت تأثیر قرار دهند. با یک شبکه Anycast، بخشی از ترافیک حمله بات‌نت را می‌توان در چندین مرکز داده توزیع کرد و تاثیر حمله را کاهش داد.
قابلیت اطمینان CDN اَبر دِراک
CDN اَبر دِراک با داشتن مراکز داده در نقاط مختلف دنیا و چند مرکز داده در کشور ایران از مسیریابی Anycast استفاده می‌کند. CDN ایرانی ابَر دِراک پیک‌های ترافیک یا نقاط اوج ترافیک را به خوبی مدیریت کرده و از تاخیر در بارگذاری وب‌سایت جلوگیری می‌کند. سی دی ان ایرانی اَبر دِراک همچنین به خوبی حملات DDoS را شناسایی کرده و ترافیک بات‌نت‌های آن را قبل از ورود به وب‌سایت خنثی می‌کند.
سوالات متداول
توزیع بار CDN چیست؟
یک CDN از توازن بار در یک مرکز داده برای توزیع درخواست‌های دریافتی در سراسر سرورهای موجود استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل کند که جهش‌های ترافیکی به کارآمدترین شکل ممکن مدیریت می‌شوند.
آیا CDN قابل اعتماد است؟
یک CDN متشکل از سرورهای لبه‌ای است که در نقاط مختلف جهان مستقر هستند و محتوای چند رسانه‌ای را با کیفیت بالا و به روشی قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهد.
منابع :
https://www.cloudflare.com/learning/cdn/cdn-load-balance-reliability/
